Классификация и строение микроорганизмов М. Р. Карпова

Скачать презентацию Классификация и строение микроорганизмов М. Р. Карпова Скачать презентацию Классификация и строение микроорганизмов М. Р. Карпова

1.Классификация и строение микроорганизмов.ppt

  • Количество слайдов: 63

>Классификация и строение микроорганизмов М. Р. Карпова Классификация и строение микроорганизмов М. Р. Карпова

>n  Медицинская микробиология изучает строение микробов, способных вызвать у человека болезни, их жизнедеятельность n Медицинская микробиология изучает строение микробов, способных вызвать у человека болезни, их жизнедеятельность (физиологию), генетику, экологию, патогенез (механизм болезнетворности), основные клинические проявления инфекционных болезней, специфическую диагностику, профилактику и лечение инфекционных болезней, а также их эпидемиологические особенности. n Иммунология – наука, изучающая способы и механизмы защиты организма от генетически чужеродных веществ – антигенов.

>1 мм=1000 мкм, 1 мкм=1000 нм 1 мм=1000 мкм, 1 мкм=1000 нм

>   Mundus microbiorum: Эукариоты (Eucaria)  Грибки (Fungi)    Простейшие Mundus microbiorum: Эукариоты (Eucaria) Грибки (Fungi) Простейшие (Protista) Растения (Plantae) Животные (Animalia) Прокариоты Археи (Archaea) Бактерии (Bacteria) Акариоты Вирусы (Vira)

>Классификация микроорганизмов n 1923 г. – американское общество  бактериологов издало первый  международный Классификация микроорганизмов n 1923 г. – американское общество бактериологов издало первый международный «Определитель бактерий» под редакцией Д. Берджи. n Комитет Bergey's Manual Trust: «Bergey's Manual of Determinative Bacteriology» – идентификация; «Bergey's Manual of Systematic Bacteriology» – систематика.

>Определитель бактерий Берджи (1994): 1. Gracilicutes – токостенные, грамотрицательные (1 – 16 группы); 2. Определитель бактерий Берджи (1994): 1. Gracilicutes – токостенные, грамотрицательные (1 – 16 группы); 2. Firmicutes – толстостенные, грамположительные (17 – 29); 3. Tenericutes – лишены клеточной стенки (30 -ая группа); 4. Mendosicutes – архебактерии (стенки лишены пептидогликана, имеются особенности строения рибосом, мембраны и РНК – 31 – 35 группы).

>Систематика микроорганизмов n  Bergey's Manual of Systematic Bacteriology (2001) отражает филогенетическое родство. Систематика микроорганизмов n Bergey's Manual of Systematic Bacteriology (2001) отражает филогенетическое родство. n Микроорганизмы систематизированы по: ● фенотипическим признакам; ● генотипическим признакам; ● филогенетическим признакам (секвенирование 16 S и 23 S р. РНК, анализ р. РНК-нуклеотидных последовательностей).

>Таксоны классификации Bergey n Царство – regnum (лат. );  n домен – domen Таксоны классификации Bergey n Царство – regnum (лат. ); n домен – domen (лат. ); n филум – phylum (лат. ); n класс – class (лат. ); n порядок – ordo (лат. ); n семейство – familia (лат. ); n род – genus (лат. ); n вид – species (лат. ).

>n Вид – это эволюционно сложившаяся  совокупность особей, имеющих единый  тип организации, n Вид – это эволюционно сложившаяся совокупность особей, имеющих единый тип организации, который в стандартных условиях проявляется сходными фенотипическими признаками: морфологическими, физиологическими, биохимическими и др. n Бинарная номенклатура : Staphylococcus aureus (S. aureus).

>Таксономическая схема бактерий, имеющих  медицинское значение (Domain Bacteria)  Phylum   Таксономическая схема бактерий, имеющих медицинское значение (Domain Bacteria) Phylum Class Order Family Genus Proteobacteria "Alphaproteobacteria" Rickettsiales Rickettsiaceae Rickettsia Ehrlichiaceae Ehrlichia Anaplasma "Rhizobiales" Brucellaceae Brucella "Betaproteobacteria" "Burkholderiales" Alcaligenaceae Bordetella "Neisseriales" Neisseriaceae Neisseria "Gammaproteobacteria" "Thiotrichales" "Francisellaceae" Francisella "Legionellales" Legionellaceae Legionella "Coxiellaceae" Coxiella Pseudomonadales Pseudomonadaceae Pseudomonas "Vibrionales" Vibrionaceae Vibrio "Enterobacteriales" Enterobacteriaceae Escherichia Klebsiella Proteus Salmonella Shigella Yersinia "Epsilonproteobacteria" "Campylobacterales" Campylobacteraceae Campylobacter "Helicobacteraceae Helicobacter

>Firmicutes   Firmicutes "Clostridia" Clostridiales Clostridiaceae Clostridium Sarcina Mollicutes Mycoplasmatales Mycoplasmataceae Mycoplasma Ureaplasma "Bacilli" Bacillales Bacillaceae Bacillus "Staphylococcaceae" Staphylococcus "Lactobacillales" "Enterococcaceae" Enterococcus Streptococcaceae Streptococcus Actinobacteria Class Order Actinomycetaceae Actinomyces Actinobacteria Actinomycetales Subclass Suborder Actinobacteridae Actinomycineae Suborder Micrococcacea Micrococcus Micrococcineae Suborder Corynebacteriaceae Corynebacterium Corynebacterineae Mycobacteriaceae Mycobacterium Nocardiaceae Nocardia Suborder Streptomycetaceae Streptomyces Streptomycineae Order Bifidobacteriaceae Bifidobacterium Bifidobacteriales Chlamydiae "Chlamydiae" Chlamydiales Chlamydiaceae Clamydia Chlamydophila Spirochaetes "Spirochaetes" Spirochaetales Spirochaetaceae Borrelia Treponema Leptospiraceae Leptospira

> Внутривидовые варианты n  штамм – популяция бактерий, выделенных из какого-либо исследуемого материала; Внутривидовые варианты n штамм – популяция бактерий, выделенных из какого-либо исследуемого материала; n клон – популяция бактерий, полученная из одной бактериальной клетки; n морфовары (типы) – варианты, отличающиеся от основного вида по морфологическим свойствам; n хемовары – по биохимическим свойствам; n серовары – по антигенной структуре; n резистовары – по чувствительности к АБ; n фаговары – по чувствительности к бактериофагам; n геновары – по строению части генома; n биовары – по нескольким биологическим свойствам.

>МОРФОТИПЫ  БАКТЕРИЙ МОРФОТИПЫ БАКТЕРИЙ

>Морфология микроорганизмов   кокки  палочки  извитые формы  нитевидные формы Морфология микроорганизмов кокки палочки извитые формы нитевидные формы

>Кокковидные микроорганизмы микрококки  диплококки тетракокки  сарцины  стрептококки  стафилококки Кокковидные микроорганизмы микрококки диплококки тетракокки сарцины стрептококки стафилококки

>Палочковидные микроорганизмы коринебактерии  вибрионы  клостридии микобактерии эшерихии  стрептобациллы Палочковидные микроорганизмы коринебактерии вибрионы клостридии микобактерии эшерихии стрептобациллы

>  Извитые микроорганизмы  спириллы  спирохеты трепонемы  боррелии   лептоспиры Извитые микроорганизмы спириллы спирохеты трепонемы боррелии лептоспиры

>Нитевидные микроорганизмы   актиномицеты Нитевидные микроорганизмы актиномицеты

>Отличия прокариот и эукариот Отличия прокариот и эукариот

> Отличия прокариот и эукариот  Признак  Прокариоты  Эукариоты Оформленное ядро Отличия прокариот и эукариот Признак Прокариоты Эукариоты Оформленное ядро — + Размеры клеток 0, 2 -2, 0 мкм >2, 0 мкм Наличие митохондрий, хлоропластов, аппарата — + Гольджи, лизосом, ЭПР Локализация рибосом Рассеяны в Прикреплены к цитоплазме ЭПР КС рибосом 70 S 80 S Структура жгутика — 9+2 Митоз — + Число хромосом 1 Обычно>1 Хромосома Кольцевая Линейная

>Анатомия бактериальной клетки Анатомия бактериальной клетки

>Анатомия бактериальной клетки Постоянные  Непостоянные  компоненты n клеточная стенка,  n капсула, Анатомия бактериальной клетки Постоянные Непостоянные компоненты n клеточная стенка, n капсула, n ЦПМ, n жгутики, n цитоплазма, n пили, n рибосомы, n споры, n мезосомы, n включения, n генофор n плазмиды

>   Клеточная стенка   бактерии грамположительные Грам n XIX в. – Клеточная стенка бактерии грамположительные Грам n XIX в. – Христиан предложил дифференциальную грамотрицательные окраску →

>    Пептидогликан n  муреин, мукопепти, гликопептид; n  Гликан: остатки Пептидогликан n муреин, мукопепти, гликопептид; n Гликан: остатки N- ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединенные гликозидной связью. n Транспептидазы (ПСБ); n Г+ 40 слоев, 50 нм и более, до 90% сухой массы КС; n Г- 1 -2 слоя, 15 -20 нм, около 10% КС.

>    Г+ бактерии n  тейхоевые или липотейхоевые кислоты (от греч. Г+ бактерии n тейхоевые или липотейхоевые кислоты (от греч. teichos – стенка) – цепи из 8 -50 остатков глицерола и рибитола, соединенных фосфатными мостиками (рибитолтейхоевые и глицеринтейхоевые) → адгезины, антигены, репеленты фагоцитоза, токсины; n белки (А, М, Т, R и др. ) – антифагины, репеленты фагоцитоза, протеин А у стафилококка – аналог рецептора для антител.

>Г- бактерии n  наружная мембрана; n  липополисахарид (ЛПС): ● липид А – Г- бактерии n наружная мембрана; n липополисахарид (ЛПС): ● липид А – эндотоксин; ● ядро (базис) – полисахарид, включающий глюкозу, галактозу, N-ацетилглюкозамин и кетодезоксиоктонат (КДО); ● 0 -специфическая цепь олигосахаридных последовательностей (галактоза, манноза, рамноза, N-ацетилглюкозамин, абеквоза, колитоза, тивелоза и др. ). 0 -антиген.

>   Порины n  Белки массой до 700, окаймляют гидрофильные поры, обеспечивают Порины n Белки массой до 700, окаймляют гидрофильные поры, обеспечивают диффузию химических веществ в микробную клетку. n Функции: метаболизм, конъюгация. n Порины I (полностью пронизывают КС), II (прерываются в периплазматическом пространстве) и III порядка (имеют вставочный белок). n Г+ – порины I и III порядка; n Г– – порины I и II порядка.

>Клеточная стенка Клеточная стенка

> Клеточная стенка  Г– Г+ Клеточная стенка Г– Г+

> Функции клеточной стенки n  придает форму; n  защитная; n  содержит Функции клеточной стенки n придает форму; n защитная; n содержит рецепторы для фагов, колицинов, химических соединений; n антигенная; n транспорт веществ; n постоянство внутренней среды; n определяет способность бактерий воспринимать красители (тинкториальные свойства).

>  Принцип окраски по Граму n  Грамположительные бактерии удерживают генциановый фиолетовый в Принцип окраски по Граму n Грамположительные бактерии удерживают генциановый фиолетовый в комплексе с йодом – фиолетовая окраска бактерий; n Грамотрицательные бактерии после воздействия спирта утрачивают краситель, обесцвечиваются и при обработке фуксином окрашиваются в красный цвет.

>n  Фирмикутные ( толстостенные, грамположительные): большинство кокков (пневмококки, стрептококки, стафилококки, сарцины), палочки (бациллы, n Фирмикутные ( толстостенные, грамположительные): большинство кокков (пневмококки, стрептококки, стафилококки, сарцины), палочки (бациллы, клостридии, коринебактерии, микобактерии, бифидобактерии), ветвящиеся бактерии – актиномицеты. n Грациликутные (тонкостенные, грамотрицательные): извитые формы, спирохеты и спириллы, разнообразные палочки, вибрионы, хеликобактерии, кокки (нейссерии), риккетсии и хламидии.

>  Кислотоустойчивые бактерии n  Г+ с высоким содержанием жирных кислот (туберкулостеариновая, миколовая Кислотоустойчивые бактерии n Г+ с высоким содержанием жирных кислот (туберкулостеариновая, миколовая и др. ), восков, фосфолипидов → прочность, устойчивость к кислотам и щелочам. Mycobacterium tuberculosis. n Метод Циля-Нильсена: кислотоустойчивые бактерии не обесцвечиваются кислотой и остаются рубиново красными, а кислотонеустойчивые – обесцвечиваются и докрашиваются метиленовым синим в синий цвет.

>  Бактерии, лишенные КС n  Фильтрующиеся, инволютивные формы бактерий, протопласты, сферопласты, L-формы. Бактерии, лишенные КС n Фильтрующиеся, инволютивные формы бактерий, протопласты, сферопласты, L-формы.

>n  ЦПМ – липопротеин: 15 -30%    ЦПМ липиды, 50 -70% n ЦПМ – липопротеин: 15 -30% ЦПМ липиды, 50 -70% протеины (структурные и функциональные), 2 -5% углеводы и РНК. n ЭМ: трехслойная мембрана. n ЦПМ – мобильная текучая структура. n Функции ЦПМ: регуляция поступления в клетку метаболитов и ионов, регуляция осмотического давления, транспорт веществ и энергетический метаболизм клетки, репликация ДНК, спорообразование. n Мезосомы.

>    Цитоплазма n  Коллоидная система: вода (около 75%), минеральные вещества, Цитоплазма n Коллоидная система: вода (около 75%), минеральные вещества, ферменты, растворимые белки, РНК, включения и рибосомы. n Включения: гранулы гликогена, полисахариды, полифосфатов (волютина). n Волютин обладает метахромазией (метод Нейссера).

>  Рибосомы n  Рибосомы: размер около 20 нм, две субъединицы (50 S Рибосомы n Рибосомы: размер около 20 нм, две субъединицы (50 S и 30 S). Перед началом синтеза белка – объединение в 70 S. Не объединены в эндоплазматическую сеть. n Рибосомные РНК (р. РНК) – консервативные элементы бактерий ( «молекулярные часы» эволюции). 16 S р. РНК – малая субъединица, а 23 S – большая. 16 S р. РНК – геносистематика (степень родства организмов). n В зависимости от интенсивности роста – от 5000 до 50000 рибосом.

>  Генетическая система бактерий n  Нуклеоид (генофор) – бактериальная хромосома (двунитевая суперспирализованная Генетическая система бактерий n Нуклеоид (генофор) – бактериальная хромосома (двунитевая суперспирализованная ДНК кольцевой формы), содержит до 4000 отдельных генов. n Выявление: по Фельгену, по Романовскому-Гимзе, ЭМ. n Плазмиды – ковалентно Функции: регуляторные, замкнутые кольцевые кодирующие двунитевые ДНК размером (экзотоксины, ферменты, от 106 до 108 Д, от 40 до 50 генов. Количество – от 1 до бактериоцины, 200. устойчивость к n Эписомы и интегрированные лекарственным плазмиды. препаратам и т. д. ).

>  Споры n  Споры образуются при неблагоприятных условиях у Г+ бактерий. n Споры n Споры образуются при неблагоприятных условиях у Г+ бактерий. n Одна бактерия – одна спора. n Бациллы, клостридии. n Спорообразование (споруляция) – 18 -20 ч. n Прорастание (4 -5 ч): активация, инициация, прорастание.

>    Споры n  Форма, размер и расположение спор – видовое Споры n Форма, размер и расположение спор – видовое свойство бактерии. n Выявление: при обычном окрашивании и по методу Ожешко (спора прокрашивается в рубиново красный цвет карболовым фуксином, а вегетативная клетка после обесцвечивания кислотой докрашивается метиленовым синим).

>   Капсула n  Капсула – слизистая структура толщиной более 0, 2 Капсула n Капсула – слизистая структура толщиной более 0, 2 мкм; n Состав: полисахариды и полипептиды (мономеры D-глутаминовой кислоты). n Капсула гидрофильна, препятствует фагоцитозу бактерий. n Функции капсулы: защитные, адгезивные, патогенные и антигенные. n Выявление: негативное контрастирование по Бурри-Гинсу; n Микрокапсула – слизистое образование толщиной менее 0, 2 мкм, выявляемое при ЭМ. n Слизь – мукоидные полисахариды, не имеющие четких внешних границ.

>Жгутики n  Жгутики – толщина 12 -20 нм, длина 3 -12 мкм. n Жгутики n Жгутики – толщина 12 -20 нм, длина 3 -12 мкм. n Флагеллин (от. лат. flagellum – жгутик), антигенная специфичность. n Хемомеханический преобразователь (флагеллиновый мотор).

>Жгутики Жгутики

>Жгутики Жгутики

>  Жгутики n  Хемотаксис, аэротаксис, фототаксис. n  Скорость движения бактерий: Bacillus Жгутики n Хемотаксис, аэротаксис, фототаксис. n Скорость движения бактерий: Bacillus megaterium – 27 мкм/с, V. cholerae – 200 мкм/с. n Выявление: ЭМ, по Леффлеру, серебрением, при помощи фазово- контрастной или световой микроскопии «раздавленной» или «висячей» капли.

>  Пили (ворсинки, фимбрии от англ.     Пили n fimbria Пили (ворсинки, фимбрии от англ. Пили n fimbria – бахрома) – тонкие полые нити белковой природы (3 -10 нм х 0, 3 -10 мкм). n Пилин, антигенная активность. n Пили 1 -го или общего типа – common pili: адгезия, их много, снижают заряд бактерии и уменьшают электростатические силы отталкивания, увеличение площади поверхности бактериальной клетки → утилизация питательных веществ. n Пили 2 типа (половые, F-пили, конъюгативные – sex pili): конъюгация бактерий, имеются только у бактерий-доноров (1 -4 на клетку), более длинные (0, 5 -10 мкм), взаимодействие с «мужскими» сферическими бактериофагами.

> МОРФОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ М. Р. Карпова МОРФОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ М. Р. Карпова

>   Спирохеты n  Spira — виток, chaite — волос. n Спирохеты n Spira — виток, chaite — волос. n Длина — 5 -500 мкм; толщина — 0, 1 -0, 6 мкм. n Спирохеты считаются переходным видом между простейшими и бактериями.

>    Структура клетки  n  Цитоплазматический цилиндр, цитоплазматическая мембрана, клеточная Структура клетки n Цитоплазматический цилиндр, цитоплазматическая мембрана, клеточная стенка (наружная мембрана и пептидогликановый слой). n Фибриллы, состоящие из белка флагеллина. n Фибриллы – осевые нити, а в совокупности – аксиальная нить или аксостиль. n Аксиальная нить – первичные завитки спирохет. n Фибриллы аксиальной нити прикреплены к дисковидным образованиям — блефаропластам. n Типы движения спирохет: поступательное, вращательное и сгибательное. При этом спирохеты образуют петли, завитки, изгибы, которые названы вторичными завитками.

>Таксономическое положение  n Family Spirochaetaceae  Genus Borrelia  Genus Treponema  n Таксономическое положение n Family Spirochaetaceae Genus Borrelia Genus Treponema n Family Leptospiraceae Genus Leptospira

> Treponema n  8 -12 равномерных мелких завитков. n  T. pallidum – Treponema n 8 -12 равномерных мелких завитков. n T. pallidum – возбудитель сифилиса. n Имеются и сапрофиты – обитатели полости рта и ила водоемов.

>Borrelia n  3 -8 крупных завитков. n  Возбудители возвратного тифа – B. Borrelia n 3 -8 крупных завитков. n Возбудители возвратного тифа – B. reccurentis и болезни Лайма – B. burgdorferi, B. afzelii, B. garinii.

>Leptospira  n  Завитки неглубокие и частые – в виде закрученной веревки. Leptospira n Завитки неглубокие и частые – в виде закрученной веревки. n Концы изогнуты наподобие крючков с утолщением на концах. Образуя вторичные завитки, они приобретают вид буква S или C. n Патогенный представитель L. interrogans вызывает лептоспироз. n Сапрофитные представители обитают в воде.

>Методы выявления n  Плохо воспринимают анилиновые красители. n  Окрашивают краской Романовского-Гимзы. Трепонемы Методы выявления n Плохо воспринимают анилиновые красители. n Окрашивают краской Романовского-Гимзы. Трепонемы и лептоспиры окрашиваются в розовый цвет, а боррелии в фиолетовый.

>  Методы выявления n  Импрегнация n  Метод Бурри серебром  (негативное Методы выявления n Импрегнация n Метод Бурри серебром (негативное (метод Морозова). контрастирование).

> Методы выявления n Фазовый  контраст, в  темном поле в  виде Методы выявления n Фазовый контраст, в темном поле в виде нативных препаратов ( «раздавленная» или «висячая» капля). n Метод иммуно- флюоресценции.

> Актиномицеты n  Actis – луч, myces – гриб: лучистые грибы. n Актиномицеты n Actis – луч, myces – гриб: лучистые грибы. n Актиномицеты считаются переходным видом между грибками и бактериями. n В составе пептидогликана обнаружены арабиноза, галактоза и другие, отсутствующие у бактерий сахара. n Могут образовывать мицелий, споры и спорангии. Мицелий – нитевидные переплетающиеся клетки – гифы. Мицелий: субстратный и воздушный. n Размножение: фрагментация; споры, деление пополам.

>  Таксономическое положение n  Order Actinomycetales n  Family Actinomycetaceae n Genus Таксономическое положение n Order Actinomycetales n Family Actinomycetaceae n Genus Actinomyces n Family Corynebacteriaceae Genus Corynebacterium n Family Mycobacteriaceae Genus Mycobacterium n Family Nocardiaceae Genus Nocardia n Family Streptomycetaceae Genus Streptomyces

>    Actinomyces n  Длинные или короткие разветвленные палочки, не образующие Actinomyces n Длинные или короткие разветвленные палочки, не образующие воздушного мицелия. n A. israelli, A. bovis и др. вызывают актиномикоз человека. n В организме формируют так называемые друзы – скопления мицелия, имеющие лучистую структуру: гранулы из плотно переплетенных нитей в виде лучей, отходящих от центра и заканчивающихся колбовидными утолщениями.

>   Mycobacterium n  Мицелий они не образуют, но растут в виде Mycobacterium n Мицелий они не образуют, но растут в виде слабо ветвящихся клеток неправильной формы. n Микобактерии кислотоустойчивы за счет своеобразного строения клеточной стенки и окрашиваются по методу Циля- Нильсена в красный цвет. n M. tuberculosis вызывает туберкулез, M. leprae - лепру.

>    Nocardia n  Напоминают микобактерии, но отличаются от них нитевидной Nocardia n Напоминают микобактерии, но отличаются от них нитевидной формой клеток, образующих на питательных средах субстратный и воздушный мицелий, который распадается в старых культурах на палочковидные клетки. Спор не образуют. n N. asteroids и N. farcinica вызывают нокардиоз.

>   Streptomyces n  Способны образовывать мицелий, образуют споры. n  Streptimyces Streptomyces n Способны образовывать мицелий, образуют споры. n Streptimyces griseus – представитель микрофлоры почв. Стрептомицетами обусловлен запах, который исходит от свежевспаханной почвы весной ( «геосмин» ). n Стрептомицеты способны выделять антибиотики (стрептомицин, хлоромицин, тетрациклины и др. ). n Могут вызывать у человека кожные мицетомы.

>Методы выявления n Актиномицеты выявляют так же, как  бактерии в мазках, окрашенных Методы выявления n Актиномицеты выявляют так же, как бактерии в мазках, окрашенных простыми методами либо по методу Грама. Актиномицеты грамположительны. n Некоторые актиномицеты кислотоустойчивы. Для их выявления используют метод Циля-Нильсена.